СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1Литературный обзор
2Техническая характеристика и расчетная часть
2.1Описание режимов работы установки
2.2Анализ недостатков существующей схемы управления
2.3Требования к электроприводу и автоматики
2.4Выбор рода тока и величины питающей сети
2.5Выбор системы электропривода, методов, регулирования скорости и
торможения
2.6Расчёт мощности и выбор электродвигателя компрессора
2.7Внесения изменения в схему управления компрессором
2.8Проверочный расчёт выбранного электродвигателя по нагреву
иперегрузке
2.9Выбор аппарата защиты и автоматике, плавких вставок,
нагревателейтепловых реле и автоматических выключателей, пускателей
итрансформаторов
2.10Выбор сечения проводов и питающих кабелей
2.11Описание запроектированной схемы
2.12Устройство и проверка заземления на установке
2.13Расчёт электрического освещения методом коэффициента
использованиясветового потока
2.14Характеристика помещения и оценка зрительных работ
2.15Выбор освещённости, системы освещения и источников света
2.16Выбор типа светильников, их размещение и высота подвеса
2.17Расчёт мощности и выбор ламп
2.18Выбор схемы питания, типа осветительных щитков
2.19Расчёт и выбор сечения питающей и распределительной сети
2.20Аварийное освещение
2.21Проверочный расчёт электрического освещения точечным методом
2.22Составление сводной таблицы светотехнического расчёта
3Организационно – технологическая часть
3.1Организация ремонта электрооборудования
3.2Система планово – предупредительного ремонта (ППР) и
составлениеего графика
3.3Подсчёт количества рабочих (ремонтников) для выполнения работ,
предусмотренныхграфиком ППР
3.4Описание технологии ремонта и расчет потребностей в основных
ремонтныхизделиях, материалах, инструменте для ремонта двигателя
4Экономическая часть
4.1Технико-экономический выбор варианта электропривода
(электродвигателя)производственных механизмов
4.2Смета на электрооборудования производственного механизма
4.3Расчёт доходов на содержания и эксплуатацию электрооборудования
5Охрана труда
5.1Мероприятия по технике безопасности при монтаже (или эксплуатации)
электрооборудования
5.2Составления инструкций по эксплуатации электрооборудования
водородногокомпрессора
5.3Составление ведомости специального инвентаря и принадлежностей по
техникебезопасности при монтаже (или эксплуатации)
электрооборудования
5.4Противопожарные мероприятия
6Заключение (вывод)
7Литература
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
4
Компрессораминазывают машины, предназначенные для сжатия, подачи газов и паров изпространства меньшим давлением впространство с большим давлением.
Ккомпрессорам, работающим по принципу уменьшения объема рабочей полости,относятся поршневые и ротационные, у которых объем рабочей полости цилиндра,изменяется при вращении одного или двух поршней, и мембранные, у которых этотобъем изменяется вследствие прогиба упругой мембраны.
Поршневыекомпрессоры характеризуются возвратно-поступательным движением поршня. Вротационных компрессорах один или двапоршня имеют вращательное движение в цилиндре.
Ккомпрессорам, работающим по принципу уменьшения объема, относятся такжегидравлические компрессоры, где поршнем является столб воды, всасывающий в трубу воздух, который далее выделяется в водоотделителе.
По принципу сообщения скорости потоку газа работаютцентробежные, осевые и эжекторныекомпрессоры. У центробежных компрессоров в рабочем колесе, вращающемся с числомоборотов 3000—27000 в минуту, лопатки сообщают газу большую скорость.Возникающая при этом центробежная сила вызывает сжатие газа, которое еще болеевозрастает после выхода газа из рабочего колеса и понижения его скорости в диффузоре.У осевых компрессоров поток газа направлен по оси вращения рабочего колеса.
Кдругим признакам, по которым можно классифицировать компрессоры, относятся типпривода, вид охлаждения, расположение цилиндров и т. п. Эксплуатационные особенностиразличных типов компрессоров определяют области их применения.
У лопаточных машин значительны потери вследствиенеплотностей, что является одной из причин применения этих компрессоров принизких давлениях и больших производительностях.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
5
ВРоссии компрессоростроение стало развиваться только с 1930—1931 гг. Заводы им.Фрунзе, «Борец» и «Компрессор» выпускают горизонтальные, вертикальные иV-образные компрессоры, появляются первые мотор-компрессоры и турбо-машины. Запоследние годы в компрессоростроении достигнуты значительнее успехи. Например,сконструированы такие уникальные машины, как поршневые компрессорыпроизводительностью Q = 16000 м3/час на 320am и производительностью300 м3/час на 1500am, а также турбомашина производительностью Q =4100 м3/мин.
Тенденциейсовременного компрессоростроения являются облегчение удельного веса машин,повышение их КПД, увеличение надежности работы, автоматизация регулированияпроизводительности и защита от аварий. Стремление повысить безопасность работыкомпрессора и снизить расход энергии при отношениях давлений больших 5—8 (в зависимостиот типа машин) привело к созданию двухступенчатых и многоступенчатых машин.
В соответствии с этим современные поршневыекомпрессоры строят с большим числом оборотов и непосредственным соединением сэлектродвигателем. Ротором электродвигателя часто служит коленчатый валкомпрессора. Машины снабжаются многоступенчатым регулированиемпроизводительности и защитой, обеспечивающей остановку компрессора при отсутствиидавления в системе смазки, прекращении подачи охлаждающей воды, чрезмерномповышении температуры конца сжатия и т. д. Все большее распространениеполучают угловые компрессоры, т. е. компрессоры, у которых первая ступеньрасположена вертикально, а вторая горизонтально.
Наконец, следует отметить появление компрессоровнового типа — винтовых. Эти компрессоры состоят из двух винтов, синхронновращающихся с большой скоростью (до 10000об/мин). Такие компрессоры могутразвивать давление до 12am.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
6 2 ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКАИ РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
производительность,м3/с 2,08
давлениеначальное, МПа 0,098
давлениеконечное, МПа 0,196
длина, м 4,90
ширина, м 1,6
высота, м 2,54
2.1Описание режимов работы установки
Режимработы непрерывный продолжительный.
В отделения установлено два компрессора. Онинаходится в работе, второй – в ремонте или в резерве. Продолжительность междутекущими ремонтами 8520 часов, время простоя в текущем ремонте 120 часов. Времяработы между капитальными ремонтами 60000часов, время простоя в капитальномремонте 720 часов. Кроме этого ежемесячно компрессор останавливается длятекущего ремонта продолжительностью 8 часов.
2.2Анализ недостатков существующей схемы управления
Недостатки,существующие в схеме – это масленый выключатель.
Недостатоксостоит в том, что при включение масленого выключателя, у него подгораютконтакты, образуется дуга при отключении, горит масло и частое обслуживание.
2.3Требование к электроприводу и автоматике
Турбокомпрессоры являются наиболее мощными турб
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
7
Регулирование производительности турбокомпрессоровв настоящее время осуществляется в основном дросселированием на стороненагнетания. Коэффициент полезного действия турбокомпрессора при этом снижаетсяпропорционально регулированию производительности.
Особенность работы турбокомпрессоров состоит такжев том, что каждой частоте вращения соответствует определённая критическаяподача машины, ниже которой работа становится неустойчивой. Причинойвозникновения неустойчивой работы турбокомпрессоров является повторяющийся срывпотока с рабочих и направляющих лопаток, что приводит к сильным пульсациямдавления. Задачей регулирования подачи компрессоров является в данном случаеобеспечение транспортировки требуемого количества газа при минимальныхэнергетических затратах. При сокращении потребления газа необходимо снижениеподачи во избежание излишнего повышения давления в трубопроводах. Посколькутурбокомпрессоры объединяют в станции, состоящие из нескольких последовательноили параллельно работающих компрессоров, в настоящее время регулирование подачиведётся ступенчато изменением числа работающих машин.
Турбокомпрессоры,нагнетатели и воздуходувки, как правило, являются машинами с режимом длительной нагрузки, вследствие чего их электроприводыдолжны быть рассчитаны на длительную работу с большим числом часов работы вгод (до 8400ч). Они являются быстроходными механизмами с частотой вращениярабочего колеса от 3000 до 20000об/мин, что определяет целесообразностьприменения для их приводов высокоскоростных двигателей. Все турбокомпрессоры,за исключением турбовоздуходувок, работают на сеть с сопротивлением, чтоопределяет существенную зависимость момента сопротивления
на валу отчастоты вра
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
8 щения.Наиболее совершенным способом регулирования
производительноститурбокомпрессоров является изменение частоты вращения.
Пуск турбокомпрессоров производится обычно приразгруженной машине путем соединения полости нагнетания с атмосферой или сполостью всасывания, вследствие чего максимальный момент при пуске не превышает0,4 номинального.
Автоматикатаких машин должна удовлетворять требованиям, основными из которых являются:
1)быстродействие;
2) селективность;
3)чувствительность;
4)надёжность.
Селективностьюавтоматики называется её способность отключать при коротком замыкании толькоповреждённый участок или ближайшийучасток к месту повреждения.
Чувствительностьвсех видов автоматики оценивается коэффициентом чувствительности и минимальномутоку короткого замыкания.
Надёжностьюработы автоматики заключается в её безопасном действии во всех предусмотренныхслучаях.
2.4Выбор рода тока и величины питающей сети
Дляпитания компрессора выбирается переменный ток, т.к. по сравнению с постояннымтоком, он легче генерируется и передаётся на большие расстояния.
Дляпитания силовой части проекта, выбирается переменное напряжение из стандартногоряда напряжений – 6кВ. Цепи управления запитываются стандартным постояннымнапряжением 220В.
2.5Выбор системы электропривода, методов, регулирования скорости и торможения
Разнообразиеусловий применения турбомеханизмов, их конструкций, режимов эксплуатацииопределяет возможность и экономическую целесообразность использованияразличных систем электропривода. Развитие техники самого электроприводаобусловливает смену одних систем регулируемого электропривода другими, чтотакже приводит к разнообразию возможных технических решений,
Дляпривода компрессоров до настоящего времени применялись нерегулируемыеэлектроприводы. Несмотря на очевидные тенденции к более широкому использованиюрегулируемых электроприводов турбомеханизмов, особенно для мощностей свыше500 киловатт, нерегулируемый привод будет оставаться основным видом электроприводав
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
9 тех случаях, когда режим работы турбомеханизмапо технологическим условиям постоянен или мощность турбомеханизмов невелика ирегулирование их производительности без больших потерь энергии может быть осуществленовоздействием на турбомеханизм или на его гидравлическую сеть.
Наиболеераспространенным видом привода вследствие своей простоты и наименьшихкапитальных вложений является короткозамкнутый асинхронный двигатель. Этот видпривода применяется для турбомеханизмов от самых малых мощностей до несколькихтысяч киловатт. При мощности свыше 300 киловатт наряду с короткозамкнутым двигателемвсе шире применяют синхронные двигатели.
Системырегулируемого электропривода обеспечивают ступенчатое регулирование частотывращения. Для двигателей большой мощности получили применение схемы с питаниемсинхронного двигателя от источников различной частоты.
Регулируемый электропривод с пла
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
10 внымизменением частоты вращения в широком диапазоне наилучшим образом удовлетворяетусловиям автоматического и экономического регулирования производительноститурбомеханизмов.
2.6Расчёт мощности и выбор электродвигателя компрессора
Мощностьэлектродвигателя Р, кВт, определили согласно /4, с.311/ по формуле
(1)
гдеkз–коэффициент запаса;
Q–производительность, м3/с;
А – работа сжатия, кг×м/м3;
hк– КПД компрессора;
hп– КПД передачи.
РаботуА, кг×м/м3,для сжатия воздуха определили согласно /4, с.311/ по формуле
(2)
гдер1 – начальное давление, ат;
р2 – конечное давление, ат.
Коэффициентполезного действия компрессора приняли согласно /4, с.311/.
h=0,6 – 0,8.Коэффициент запаса для данного типа компрессора
Kз=1,1 – 1,2.Коэффициент полезного действия передачи приняли согласно /4, с.311/.
h=0,9,
Мощность электродвигателя для компрессора Рд,кВт опре
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
11
(3)
гдеhмех–механический КПД.Механический КПД приняли согласно /2, с.221/
hмех=0,7,
Для электропривода компрессора электродвигательвыбрали согласно /3, с.104/
Таблица 1 – Техническиеданные двигателя.
Тип двигателя
Мощность, кВт КПД, %
cosj
Iн, А
4АЗМО – 630/60002УХЛ4
630
95,7
0,88
1
5,3
72
2.7Внесение изменения в схему управления компрессором
Исходяиз недостатков схемы управления изменить её можно поставив вместо масленоговыключателя вакуумный. Так как, вакуумный выключатель имеет ряд таких достоинств,которых нет у масленого выключателя, это: малые размеры, в момент разрываконтактов не образуется электрическая дуга, малый ход подвижного контакта 5 –6мм и другие.
2.8Проверочный расчёт выбранного электродвигателя по нагреву и перегрузке
Дляпроверки электродвигателя по нагреву должно соблюдаться условие согласно /4,с.185/ по формуле
(4)
гдеtmax– максимальная установившаясятемпература превышения;
tдоп– допустимое превышение температуры для изоляции двигателя.
Допустимоепревышение температуры tдоп, °С,определили согласно /4, с.185/ по формуле
(5)
гдеqдоп– предельно
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
12 допустимое превышение температуры ,
электроизоляционныхматериалов применяемых при
изготовлении электрических машин, °С;
q0– температура окружающей среды, °С.
Предельно допустимое превышение температурыэлектроизоляционных материалов применяемых при изготовлении электрическихмашин, приняли согласно /5, с.185, таблица 5.14/
qдоп=155°С.
Температуру окружающей среды, приняли
q0=40°С,
Максимальную установившеюся температуры превышенияопределили согласно/4, с.185/ по формуле
(6)
где DРт – мощность тепловых потерь, Вт
А –теплоотдача, Дж/(С×с).
Теплоотдачу определили согласно /4, с.184/ поформуле
(7)
где С – теплоёмкость двигателя;
Тн– постоянная времени нагрева
Постоянную нагрева двигателя, приняли
Тн=2000с.
Мощность тепловых потерь определили согласно /4,с.184/ по формуле
, (8)
где Рном – номинальная мощностьэлектродвигателя, кВт;
h — КПД электродвигателя.
Коэффициент полезного дей
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
13
h=0,91,
Теплоёмкость двигателя определили согласно /5, с.127/по формуле
(9)
где Q– количество теплоты, Дж;
Т1– температура двигателя перед работой, К;
Т2– конечная температура двигателя, К.
Температуру двигателя перед работой приняли равной
Т1=313К.
Конечную температуру двигателя приняли равной
Т2=338К.
Количество теплоты определили согласно /5, с.127/ поформуле
(10)
где m– масса двигателя, кг;
с –удельная теплоёмкость, Дж/кг×К.
Массу двигателя взяли равной
m=2660кг.
Удельную теплоёмкость, с изоляцией F, для стали взяли равной
с=460Дж/кг×К,
tдоп=115>81,1=tmax.
2.9Выбор аппаратов з
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
14 ащиты иавтоматики, плавких вставок, нагревателей тепловых реле и автоматическихвыключателей, пускателей и трансформаторов
Автоматические выключатели обеспечиваютодновременно функции коммутаций силовых цепей и защиты электроприёмника, атакже, от перегрузки и коротких замыканий. Аппараты имеют тепловой расцепительи, как правило, электродинамический расцепитель. Автоматы, как правило,снабжаются дугогасящими устройствами в виде фибровых пластин либо дугогасящихкамер. Автоматы используются для коммутации и защиты цепей электроустановокразличного назначения. Они устанавливаются в шкафах отходящих линий комплектныхтрансформаторных подстанций. Автоматы выпускают на переменные напряжения от 220до 660В и постоянные – от 110 до 440В с ручным и электродвигательным приводом.
Автоматывыбирают по их номинальному току. Уставки токов расцепителей определяют последующим соотношениям:
Длясиловых одиночных электроприёмников:
Токуставки теплового расцепителя IТ, А определили согласно /3, с 140/
(11)
гдеImax– расчётная максимальнаятоковая нагрузка, А.
Расчётнуюмаксимальную токовую нагрузку определили согласно /5, с 168/
(12)
где Рmax– расчётная максимальнаянагрузка, кВт;
Uнл– минимальное линей
Изм.
Лист